2021-2022学年青海省西宁市大通县（湟源）高一（下）期末调研测试物理试题含解析

  大通县（湟源县）2021~2022学年度第二学期期末调研测试卷

高一物理

考生注意：

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。

2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4.本卷命题范围：人教版必修2。

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1. 下列图像可能表示物体做曲线运动的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】ABC．、、三种图像,平均速度、位移、速度只有正负两个方向，只能描述一维的直线运动,不能描述曲线运动，A、B、C项错误;

D．当图像是平行于时间轴的直线时，表示物体的加速度恒定，物体做匀变速运动，与可能共线也可能不共线，物体可能做匀变速直线运动也可能做匀变速曲线运动，即图像可以描述曲线运动，D项正确。

故选D。

2. 如图所示的四种情形中，所研究对象机械能守恒的是（　　）

A. 在摩擦很小的水平冰面上运动的冰壶

B. 在摩擦很小的雪坡上下滑的滑雪运动员

C. 打开降落伞后匀速下降跳伞运动员

D. 在真空管中自由下落的羽毛

【答案】D

【解析】

【详解】A．在摩擦很小的水平冰面上运动的冰壶，机械能逐渐减小，故A错误；

B．在摩擦很小的雪坡上下滑的滑雪运动员，摩擦力做功，机械能不守恒，故B错误；

C．打开降落伞后匀速下降的跳伞运动员，空气阻力做功，机械能不守恒，故C错误；

D．在真空管中自由下落的羽毛，只有重力做功，机械能守恒，故D正确。

故选D。

3. 如图所示，大、小齿轮相互咬合，A、B分别是大小齿轮边缘上的点，C点是大齿轮上的一点，已知A、B、C三点到各自齿轮中心的距离，则A、B、C的向心加速度之比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由传动装置的特点知，A、B两点线速度相同，B、C两点角速度相同，由

可得

ABC错误，D正确。

故选D。

4. 用手托着质量为m的物体，从静止开始沿水平方向运动，前进距离s后，速度为v（物体与手始终相对静止），物体与人手掌之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，则人对物体做的功为（　　）

A.  B. 0 C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由题意知，人对物体做的功即为人手对物体的静摩擦力做功，则由动能定理得

因为是静摩擦力做功，则

故选A。

5. 一小船船头垂直指向河对岸行驶，最后到达河对岸下游处。已知两河岸平行，河宽为，小船在静水中速度为。则下列说法正确的是（　　）

A. 不论怎样调整船头方向，小船都不能垂直到达河对岸

B. 若小船垂直到达河对岸，小河的渡河时间为

C. 小船的最短渡河时间为

D. 水流的速度为

【答案】B

【解析】

【详解】船头垂直指向河对岸时，渡河时间

水流速度

此时渡河时间最短；

由于船在静水中的速度大于水流速度，故小船能垂直到达河对岸，若小船垂直到达，此时小船的实际速度

此时的渡河时间

故ACD错误，B正确；

故选B。

6. 光滑水平地面上静止放置一质量为0.5kg的物体，某时刻物体在水平外力F的作用下开始做直线运动，记该时刻，物体的位移随时间平方的关系图像如图所示，则（　　）

A. F的大小为0.5N B. F在第1s内做的功为2J

C. F在第2s内做的功为2J D. F在第2s末的功率为4W

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图像可得

由运动学公式

知

所以水平拉力为

故A错误；

B．由题意可得，物体第1s内的位移为

所以F在第1s内做的功为

故B错误；

C．同理物体在第2s内的位移为

所以F在第2s内做的功为

故C错误；

D．因为第2s末为

所以F在第2s末功率为

故D正确

故选D。

7. 2022年3月5日，我国成功将银河航天02批卫星（6颗）发射升空，六颗卫星是我国自主研发的低轨宽带通信卫星。已知地球同步卫星轨道半径为低轨宽带通信卫星轨道半径的6倍，则该低轨宽带通信卫星绕地球一圈需要的时间约为（　　）

A.  B.  C. 4h D. 2h

【答案】B

【解析】

【详解】已知地球同步卫星的周期为T同=24h，设低轨宽带通信卫星的周期为T卫，根据开普勒第三定律有

解得

故选B。

8. 如图所示，用轻绳分别将小球A、B拴住，绳的另一端固定在天花板的同一点上。现使小球A、B在同一个水平面内做匀速圆周运动，此时连接A球的绳与竖直方向的夹角为α，连接B球的绳与竖直方向的夹角为β，则A球与B球的线速度大小之比为（　　）

A. tanα：tanβ B. cotα：cotβ

C. sinα：sinβ D. cosα：cosβ

【答案】A

【解析】

【详解】设悬挂点与圆平面的距离为h，细线与竖直方向的夹角为θ，根据

解得

则A球与B球的线速度大小之比为

故选A。

9. 如图所示，轻质弹簧下端悬挂有一小球，上端固定在水平天花板上，将弹簧拉至水平方向，且弹簧处于原长，然后由静止释放小球直至其运动到最低点，不计空气阻力，此过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小球的机械能守恒 B. 弹簧的弹力对小球做负功

C. 弹簧的弹力对小球不做功 D. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒

【答案】BD

【解析】

【详解】AD．小球下落的过程中，减小的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能，因此小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误，D正确；

BC．小球下落的过程中，弹簧的弹性势能增加，弹簧对小球做负功，故B正确，C错误。

故选BD。

10. 如图所示，小球从某一位置水平抛出，最后小球垂直打在倾斜角的斜面上。已知，，不计空气阻力，则小球从抛出点至碰到斜面的整个过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小球打到斜面上瞬间的速度与水平方向所成的夹角为

B. 小球打到斜面上瞬间的速度与水平方向所成的夹角为

C. 小球在竖直方向与水平方向发生的位移之比为

D. 小球在竖直方向与水平方向发生的位移之比为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．如图

由几何关系知，小球碰到斜面瞬间，速度偏转角为

故A错误，B正确；

CD．小球在竖直方向与水平方向发生的位移之比

故C正确，D错误。

故选BC。

11. 2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，由航天员在轨演示太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验，空间站轨道高度约为400km，倾角约42°，总重量约100t，地球半径约6400km，已知地球表而重力加速度g取10，忽略地球自转影响。下列说法正确的有（　　）

A. 空间站实质上就是一颗同步卫星

B. 宇航员进驻空间站时为完全失重状态

C. 空间站的环绕地球的速度大于7.9km/s

D. 空间站向心加速度大小约为8.9

【答案】BD

【解析】

【详解】A．地球同步卫星的轨道平面在赤道平面，倾角为0，且轨道位于赤道上方高度约36000km，所以空间站显然不是同步卫星，故A错误；

B．宇航员进驻空间站时随空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力全部提供向心力，宇航员处于完全失重状态，故B正确；

C．第一宇宙速度7.9km/s是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，同时也是物体绕地球运行的最大环绕速度，所以空间站的环绕速度不可能大于第一宇宙速度7.9km/s，故C错误；

D．近地轨道卫星的向心加速度等于重力加速度g，根据牛顿第二定律有

设空间站的向心加速度大小为a，同理有

联立以上两式可得

故D正确。

故选BD。

12. 如图所示，一个质量为的小球从光滑斜面上D点由静止滑下，恰好从光滑圆弧轨道的A点切线方向进入圆弧轨道（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）。已知圆弧的半径，，的高度差，重力加速度g取，则（　　）

A. 小球到达A点时速度的大小为

B. 小球到达A点时速度的大小为

C. 小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力大小为

D. 小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力大小为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．小球从光滑斜面上D点运动到A点，根据机械能守恒有

可得，小球达到A点时速度的大小为

故A正确，B错误；

CD．小球从D点运动到C点，根据机械能守恒有

小球到达圆弧最高点C时，根据牛顿第二定律有

联立可得，小球到达圆弧最高点C时，轨道对小球的支持力大小为

则根据牛顿第三定律可知，小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力大小为，故C错误，D正确。

故选AD。

二、实验题（本题共2小题，共16分）

13. 图甲是“探究平抛运动的特点”实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_______；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________；

（2）图乙是小球在平抛运动途中的几个位置A、B、C、D，当地重力加速度大小，图中方格的边长为，则小球运动的水平分速度大小为________；小球经过B点速度的大小为_______。

【答案】    ①. 水平    ②. 初速度相同    ③. 2##2.0    ④. 2.5##2.50

【解析】

【详解】（1）[1][2]实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，目的是保证小球的初速度水平，从而做平抛运动；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同，从而保证画出的为一条抛物线轨迹；

（2）[3][4]在竖直方向上，根据匀变速直线运动推论

得，两点间的时间间隔

小球的水平分速度大小

小球经过B点的竖直分速度

根据速度的平行四边形定则可知，B点的速度的大小为

14. 如图甲为验证机械能守恒定律的实验装置图，如图乙为某次实验截取的一段纸带。

（1）在本实验操作中，下列步骤的正确操作顺序为___________。（填选项前的字母）

A用纸带穿过打点计时器，一端悬挂上重物，调整打点计时器，保证纸带沿竖直方向，并固定好纸带

B.接通电源，打开打点计时器开关，释放纸带

C.将打点计时器固定在铁架台上

D.取下纸带，选择点迹清晰一条，处理数据

（2）图乙为某次实验中得到的纸带，相邻两点时间间隔为0.1s。则打B点时物体速度大小为___________m/s；加速度大小为a=___________。（均保留三位有效数字）查得当地重力加速度大小为，这也就在误差允许范围内间接验证了机械能守恒定律。

（3）在实验操作规范、数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重物减小的重力势能通常略大于增加的动能，这是因为___________。

【答案】    ①. CABD    ②. 0.967    ③. 9.64    ④. 存在空气阻力和摩擦阻力

【解析】

【详解】（1）[1]实验时，将打点计时器固定在铁架台上；再用纸带穿过打点计时器，一端悬挂上重物，调整打点计时器，保证纸带沿竖直方向，并固定好纸带；然后接通电源，打开打点计时器开关，释放纸带，最后取下纸带，选择点迹清晰的一条，处理数据。

故正确操作顺序为CABD。

（2）[2][3]由

得

由逐差法得

解得

（3）[4]即使在实验操作规范、数据测量及数据处理均正确的前提下，实验求得的重物减小的重力势能通常略大于增加的动能，这是因为存在空气阻力和摩擦阻力。

三、计算题（本题共3小题，共计36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15. 某型号汽车发动机的额定功率为，在水平路面上行驶时受到的阻力恒为，汽车质量为。现汽车从静止开始以额定功率启动，求：

（1）汽车行驶的最大速度；

（2）当汽车的速度大小为时，汽车的加速度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当汽车速度达到最大时满足

又

解得

（2）当汽车的速度大小时，有

由牛顿第二定律有

解得

16. 2021年12月14日，我国成功将天链二号02卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径R的1.5倍。已知地球表面处的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球的自转，求：

（1）地球的质量和密度；

（2）卫星所在处的重力加速度大小。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力，即

解得地球质量为

地球的密度为

解得

（2）在轨道半径为处，仍满足万有引力等于重力，即

联立解得卫星所在处的重力加速度大小为

17. 如图所示，在竖直平面内，BC为光滑圆轨道的一部分，OC位于竖直方向，OB与竖直方向的夹角，CD为水平地面，一小木块以的速度水平向左抛出，木块恰好从B点沿切线方向进入BC轨道，最后停在水平面CD上的P点（图中未画出）。已知光滑圆轨道半径为，木块与CD之间的动摩擦因数为，重力加速度g取。求：

（1）A、B两点的水平距离与竖直高度；

（2）C、P之间的距离。

【答案】（1）10m，5m；（2）27.5m

【解析】

【详解】（1）设木块在B点的速度为，水平方向有

解得

竖直方向有

解得

AB两点的水平距离

竖直高度

（2）设C、P之间的距离为s，从B到P过程由动能定理有

解得